豫光煉鉛法:液態(tài)高鉛渣直接還原新工藝的研發(fā)及工業(yè)化生產(chǎn)
2010年06月22日 15:46 19047次瀏覽 來源: 河南豫光金鉛股份有限公司 分類: 鉛鋅資訊 作者: 陳會成
1、國內(nèi)鉛生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀
我國是世界第一鉛生產(chǎn)和消費大國,據(jù)統(tǒng)計2009年全國粗鉛產(chǎn)量達314萬噸,消費量為287萬噸,我國也是鉛礦資源貧乏的國家,2009年原生鉛選鉛量僅120萬噸,遠不能滿足我國鉛冶煉的生產(chǎn)需要,大部分鉛原料需要進口。我國現(xiàn)行鉛冶煉工藝主要有:燒結(jié)----鼓風(fēng)爐還原工藝,氧氣底吹氧化----鼓風(fēng)爐還原工藝(SKS煉鉛法),云南曲靖的YMG煉鉛法,QSL煉鉛法,閃速熔煉煉鉛法等,但應(yīng)用最廣的先進工藝是氧氣底吹氧化----鼓風(fēng)爐還原工藝,但它的生產(chǎn)過程能源消耗還大有潛力可挖。資源的短缺、產(chǎn)能的過剩,以及環(huán)保要求的日益提高,越來越要求更好的綠色冶煉工藝出現(xiàn)并應(yīng)用。
2、國外鉛生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀
國外鉛冶煉也采用傳統(tǒng)的燒結(jié)-鼓風(fēng)爐還原熔煉工藝,并在上世紀占主導(dǎo)生產(chǎn)工藝。由于存在能耗高、環(huán)保效果差等原因,已不再新建。直到上世紀80年代,先進的閃速熔煉和熔池熔煉技術(shù)在工業(yè)化生產(chǎn)中逐步應(yīng)用,鉛冶煉技術(shù)有了較大進步。主要代表技術(shù)有基夫賽特直接煉鉛法、QSL煉鉛法、富氧頂吹浸沒熔煉法、卡爾多煉鉛法等。
2.1 基夫賽特直接煉鉛法
基夫賽特直接煉鉛法屬于一種閃速熔煉工藝,其核心裝備是基夫賽特爐,它主要由氧化反應(yīng)塔、貧化段和電爐區(qū)組成。爐料和焦粒通過反應(yīng)塔頂?shù)膰娮旌图恿峡诩尤耄蚧镌谙侣溥^程中快速氧化放熱、熔化、造渣。焦粒漂浮在熔池表面形成熾熱的焦炭層,在熔體落入熔池的過程中部分氧化鉛被還原成鉛并沉入熔池底部。部分氧化鉛熔渣從隔墻下部進入電爐區(qū)貧化,進一步完成氧化鉛熔渣的還原。該工藝的優(yōu)點是生產(chǎn)環(huán)境較好,對原料成分適用范圍較廣。但其主要缺點是投資大、能耗高、對原料粒度水分要求高、不太適合處理塊狀物料等,其中應(yīng)用此工藝的生產(chǎn)廠家“哈薩克斯坦和烏斯季—卡緬諾戈爾斯克”因為使用效果沒有達到預(yù)期目標,已停止生產(chǎn)。
2.2 QSL煉鉛法
QSL煉鉛法是一種熔池熔煉煉鉛工藝,它通過底吹氧氣作攪拌動力,使硫化物精礦及其它含鉛物料與熔劑等原料在氧化段劇烈攪拌,完成熔化、氧化、交互反應(yīng),然后在還原段發(fā)生還原反應(yīng),生成粗鉛和還原終渣。其反應(yīng)器由氧化段和還原段構(gòu)成,中間由隔墻隔開。氧化段主要進行的是硫鉛礦的氧化反應(yīng),氧化熔煉產(chǎn)生的高鉛渣通過隔墻下部的孔道(或溢流)流入還原段;在還原段噴入粉煤維持適當?shù)倪€原氣氛,完成氧化鉛的還原,還原后的鉛液沉積于熔池底部并流入氧化段,然后由鉛虹吸道排出。該法應(yīng)用于德國斯托貝格廠、韓國溫山冶煉廠、中國西北鉛鋅廠。其中我國西北鉛鋅廠引進的該套裝備由于爐襯壽命短及其它問題至今沒有成功運行,但他為我國鉛冶煉的發(fā)展提供了經(jīng)驗教訓(xùn)。國外也有一些廠家使用該技術(shù),但也存在還原反應(yīng)進行得不太徹底等問題,還原后的終渣含鉛還有約5%。
2.3富氧頂吹浸沒熔煉法
頂吹浸沒熔煉是澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)工業(yè)研究組織由煉銅裝置衍生的技術(shù),其核心裝置是賽羅噴槍,頂吹爐為一圓柱形豎爐,靠噴槍供氣進行強烈攪動,這樣會導(dǎo)致耐火材料容易受熔體及煙氣浸蝕、沖刷,為保護爐墻使用企業(yè)也采用了一系列保護措施:如嚴格控制爐溫,防止爐溫波動大而造成爐襯剝離;爐殼外表面用淋水冷卻;在爐磚與爐殼間鑲嵌銅水套等。通過以上措施爐墻壽命也可達到一年之久。該技術(shù)的應(yīng)用廠家有:納米比亞舒邁伯鉛冶煉廠、澳大利亞MIM公司鉛冶煉廠、德國諾爾登漢鉛冶煉廠、印度洪都斯坦鋅有限公司。其中納米比亞舒邁伯鉛冶煉廠據(jù)報道因公司的經(jīng)營失敗導(dǎo)致破產(chǎn);澳大利亞MIM公司鉛冶煉廠的富氧頂吹浸沒熔煉爐持續(xù)了四年生產(chǎn),因資源問題停止了生產(chǎn);德國諾爾登漢鉛冶煉廠氧化熔煉階段進行得較好,但高鉛渣的還原熔煉一直未進行;印度洪都斯坦鋅有限公司廠已于2005年后期投入生產(chǎn),由于設(shè)計一臺爐完成三段作業(yè),而且操作中還有存在一些技術(shù)問題,該廠不斷完善解決這些問題。
2.4卡爾多煉鉛法
卡爾多煉鉛法是瑞典波立頓金屬公司最先應(yīng)用的一種煉鉛技術(shù),我國西部礦冶鉛廠于2005年引用該技術(shù)并投產(chǎn),據(jù)了解該工藝存在的主要問題有:采用間斷操作,過程繁雜,溫度變化,過程控制管理不方便;而且爐襯耐火材料壽命短,隆斯卡爾鉛廠及伊朗煉鉛廠引用的該技術(shù)均存在爐襯壽命問題,我國西部礦冶公司同樣存在爐襯壽命較短這一重大問題。此外該項工藝也由于煙塵率及能耗也較高等原因,一直未被推廣應(yīng)用。
責(zé)任編輯:小貝
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